Como construir um microfone direcional?

Um microfone direcional aumenta em muito a sensibilidade de um equipamento de gravação, por diminuir o nível de ruídos e oferecer um “facho” de captação de sinal o que o torna seletivo quanto ao que se quer gravar. Basicamente é o mesmo princípio da antena parabólica para captação de sinais de satélite. Esses sinais são de baixíssima intensidade e a antena funciona como concentrador desses sinais, tal qual uma lente de aumento concentra raios de luz. O princípio é simples, bem como a construção de um microfone direcional, também chamado de microfone parabólico. Nesse artigo descreverei a construção de um microfone direcional que tem me proporcionado boas gravações de vocalizações de aves e outros sons da natureza. Espero que vocês gostem!

1. Em primeiro lugar é necessário um equipamento de gravação com entrada para um microfone (ou dois em caso de equipamento estereofônico). Eu utilizo um ipod, cujo firmware (software que controla o equipamento) foi alterado para ter acesso a mais funções, incluindo a de gravação. Descreverei em detalhes como isso pode ser feito.
2. Para cada tipo de equipamento de gravação é necessário um circuito pré-amplificador apropriado para ajuste de impedâncias. Pronto! Começaram os termos técnicos! Não se assustem, explicarei isso de forma mais simples. Impedância é basicamente a resistência interna de um circuito e é necessário que essa impedância seja compatível com o circuito seguinte para que haja a melhor transferência de energia entre os circuitos. O próprio microfone é considerado um circuito, tem uma impedância determinada de acordo com o seu tipo.
3. Microfone… Esse é o elemento que transforma a variação da pressão do ar em energia elétrica, ou seja transforma as ondas sonoras em um sinal elétrico que varia de freqüencia de acordo com o som. Existem vários tipos, desde os mais simples até alguns extremamente sofisticados e caríssimos. Entre outros existem microfones de carvão, magnéticos, de cristal, etc. Um tipo muito comum, utilizado em celulares, computadores e outros equipamentos é o microfone de eletreto. http://mig.pand.googlepages.com/Condenser_Microphone.jpg http://pt.wikipedia.org/wiki/Eletreto Esse microfone tem uma excelente resposta em todo o espectro audível, porém, ele é omnidirecional, capta sinais de (quase) todas as direções. Essa característica, aliada a alta sensibilidade do mesmo, faz com que ele capte ruídos tornando-o não muito prático para nós. Portanto precisamos de um concentrador parabólico.
4. Chegamos à tigela da cozinha! Hein? Como? Pois é, até uma tigela redonda pode ser usada para isso! No meu caso utilizei um refletor de uma lamparina a gás, daquelas de acampamentos. Pode-se utilizar diversos materiais, plástico, metal, até cerâmica, mas cada material tem característica diferentes de reflectância do som. Plástico, cerâmica, e afins podem absorver um tanto do som, enquanto vidro, metal, etc, podem ter um efeito de acentuar certas faixas de freqüencia. O meu refletor é de metal e não tenho queixas. O tamanho do refletor depende de quanto cada um malha! he he he Você não vai querer carregar uma parabólica de 2m subindo um morro, não é? Esse é o item que requer criatividade.
5. A necessidade é mãe da criatividade. Escolher o concentrador parabólico vai depender do material disponível, mas deve-se levar em consideração o tamanho que não pode ser pequeno demais pois não teria efeito sobre a forma de captação do som, nem muito raso, pois não isolaria os sons laterais. Também é necessário prever uma forma de construir a engenhoca de modo a permitir substituir os componentes em caso de não funcionar de acordo. Ou seja, melhor começar com um protótipo, fazer testes, melhorias e correções, para daí partir para o modelo definitivo. Improvisar só enquanto é protótipo!!!
6. Improvisar também pode ser bom quando não se tem prática em montagem de circuitos eletrônicos. O melhor improviso é aquele amigo CDF, professor pardal, que entende um pouco do assunto (ou até bastante). Uma dica: gosto de fazer amigos! ;)
7. Paciência!!! Não tente apressar o rio, ele corre sozinho! Por mais ansioso que você possa ficar em ver tudo pronto, sempre faça tudo com calma. Soldar componentes eletrônicos requer mão firme, olhos bons (essas porcarias estão cada vez menores, ou eu é que estou ficando velho mesmo), e cuidados para não se queimar ou aspirar gases tóxicos.

• O primeiro passo a realizar é modificar o firmware do ipod. O site do Rockbox (http://www.rockbox.org/) apresenta todos os modelos de tocadores de mp3 com os quais é compatível. É necessário baixar um instalador apropriado a cada modelo.

Alterando o firmware de um produto incorre em perda da garantia e toda aquela encrenca de letras miúdas. No caso do Rockbox é perfeitamente possível reverter o processo eliminando vestígios de alterações, uma vez que o firmware original permanece instalado. Deve-se seguir corretamente as instruções de instalação para evitar problemas durante a instalação. NUNCA DESLIGUE OU DESCONECTE O IPOD DURANTE A INSTALAÇÃO! Feito essa modificação o ipod passará a contar com o recurso de gravação em formato mp3 com até 320kbits/s ou mesmo em formato WAV. Agora podemos construir o microfone propriamente dito.

• O pré-amplificador: pesquisando na internet encontra-se dúzias de circuitos de pré-amplificadores próprios para microfones de eletreto. Escolhi o mais simples, por razões de custo, facilidade de montagem e dimensões físicas. O circuito requer apenas um transistor por canal e mais alguns componentes discretos conforme o diagrama a seguir (ooops, faltou o diagrama!). A montagem do mesmo fica melhor em placa de circuito impresso, mas pode ser realizada “no ar”, ou seja, soldando os terminais dos componentes diretamente entre si. Dá um bocado de trabalho, mas serve para testar se é compatível com o ipod. O primeiro protótipo funcionou muito bem dessa forma (http://picasaweb.google.com/walther.grube/MicrofoneDirecional#). O ganho desse circuito é apenas suficiente para gravar, sendo necessário ajustar o ipod para ganho máximo de gravação. O próximo circuito que irei montar contará com um circuito integrado chamado de amplificador operacional que irá ter um ganho muito maior, aumentando assim a sensibilidade geral do equipamento. Para montar o pré-amplificador usa-se uma placa de circuito impresso do tipo “proto-board” que é perfurada em uma matriz com conexões lineares do lado “cobreado”. É a maneira mais prática para protótipos, basta posicionar os componentes transversalmente às conexões lineares e, se necessário, cortar essas ou ligá-las com fios pelo outro lado. (incluir fotos explicativas). Para quem quiser um modelo mais compacto, pode-se criar uma placa de circuito impresso própria, mas isso requer um desenho próprio de conexões, uso de produtos químicos, e um bocado de prática, fugindo assim da proposta de simplicidade. Fiquemos com o “proto-board”!

1. - Recorte o proto-board de modo que ele tenha as seguintes dimensões (incluir dimensões). Isso pode ser feito com o uso de uma serra de metal usada pelo lado contrário às conexões de cobre. Essas deverão ser cortadas previamente com o uso de uma régua e um cortador próprio, faca ou estilete. Cuidado para não cortar os preciosos dedos de fotógrafo!!! he he he
2. - Posicione os componentes do lado contrário ao cobre e dobre os terminais dos mesmos para que fiquem no lugar. Corte o excesso dos terminais deixando um pouco para poder realizar a soldagem com alguma folga.